И песчинки бывают большими: характеристики и сферы использования крупного песка

Основные характеристики

Основные показатели мелкого песка
Все характеристики и параметры строительного песка, вне зависимости от класса и фракции, регламентированы ГОСТ и приведены выше, это:

• Модуль крупности.
• Зерновой состав.
• Содержание глины, пылевидных и глинистых частиц.

Кроме характеристик, которые регламентированы ГОСТом, важными параметрами, оказывающими влияние на использование, являются:

• Плотность, измеряемая в кг на м3.

Этот параметр зависит от:

• степени уплотнения, которая на прямую зависит от способа добычи и хранения;
• влажности, которая может различаться, в зависимости от способа добычи сырья и условий хранения готового материала;
• пористости и структуры материала;
• наличия примесей.

Плотность, данной фракции, находится в пределах от 1300 до 1500 кг/м3.

• Удельный вес, характеризует количество материала в сухом виде к единице объема, и измеряется в кг на м3.

Удельный вес, для данной фракции, находится в пределах от 1,90 до 1,95 кг/м3.

Читайте также: Устройство фундамента на уклоне

• Объемный вес, характеризует материал в естественном состоянии и отличается от показателей удельного веса.

Данный показатель зависит от:

• удельного веса материала;
• наличия и количества пустот;
• влажности.

Объемный вес, данной фракции, находится в пределах от 1,5 до 1,8 кг/м3.

• Насыпная плотность – характеризует параметры песка в насыпном состоянии и измеряется в кг на м3.

Насыпная плотность, данной фракции, находится в пределах от 1300 до 1500 кг/м3.

• Коэффициент пористости – в соответствии с данным показателем, песок подразделяется по степени пористости на: плотный, средней плотности и рыхлый. Каждому типу соответствуют следующие значения коэффициента плотности:

• Плотный – К, менее 0,60;
• Средней плотности – К, находится в пределах от 0,60 до 0,70;
• Рыхлый – К, более 0,70.

• Модуль деформации – определяет способность песка сжиматься под воздействием внешних нагрузок. Данный показатель зависит от пористости материала и должен соответствовать следующим значениям:

Коэффициент пористости	0,45	0,55	0,65	0,75
Модуль деформации	48	38	28	—

• Модуль упругости – характеризует прочность и способность восстанавливать прежний объем, после приложения внешней нагрузки и ее снятия.

Модуль упругости, данной фракции, составляет – 100 МПа.

• Коэффициент уплотнения – важный показатель при выполнении строительно-монтажных работ.

Коэффициент уплотнения составляет 0,95 – 0,98.

• Удельное сцепление – характеризует прочность к перемещению под воздействием внешней силы, измеряется в Ньютонах на м2. Удельное сцепление среднего песка зависти от его пористости и соответствует следующим параметрам:

Коэффициент пористости	0,45	0,55	0,65	0,75
Удельное сцепление, Н/м2	6,0	4,0	2,0	—

Особенности песка крупнозернистого типа

Песком называют горные породы, которые имеют различный размер и добываются в карьере, или со дна реки. Это природный и экологически чистый материал, который в процессе извлечения просеивается или моется. Крупнозернистый песок отличается определенными размерами, от 2,4 до 3 мм. Состав карьерного и речного видов разный, так как у второго не обнаруживается дополнительных примесей. Соответственно стоимость растет, в зависимости от качества и наличия дополнительных фракций.

Особенности песка

Технические характеристики:

• отсутствуют органические примеси;
• не растворяется в жидкости;
• при впитывании влаги, объем увеличивается на 14 %;
• обладает 1 классом радиоактивности;
• плотность составляет 2,2–2,8 г/см3;
• имеет морозостойкость 100–200.

Его используют в металлургической и химической промышленности, ландшафтном дизайне и в коммунальном хозяйстве. Применение данной крупнозернистой породы необходимо для изготовления стекла, литья, асфальта, фарфора, фаянса и для очищения воды.

В зависимости от состава порода классифицируется:

• I класс.
• II класс.
• Специальный III класс.

Они делятся на такие модули крупности:

Группа	Крупность зерна, мм
Очень крупный	3,5 и больше
Повышенной крупности	3,0–3,5
Крупный	2,5–3,0
Средний	2,0–2,5
Мелкий	1,5–2,0
Очень мелкий	1,0–1,5
Тонкий	0,7–1,0
Очень тонкий	Меньше 0,7

Крупнозернистый песок популярен в строительстве. Применение материала велико: бетон, сооружение фундамента, шлакоблоки, кольца для колодцев, бордюры и тротуарная плитка. Его состав позволяет укрепить железобетонные или бетонные конструкции. Крупную фракцию используют в производстве кирпичей. Фракции добавляют в раствор, из которого формируют блоки. Песок крупной фракции применяют в ландшафтном дизайне, делая дорожки или горки. А благодаря тому, что он не поддается воздействию химических веществ, фракции добавляются в различные смеси.

Читайте также: Агрегатно-конвейерная линия для производства трехслойных наружных и внутренних стеновых панелей

Разновидности

В зависимости от способа добычи, характеристик, состава и обработки, такой природный крупнозернистый материал делится на несколько видов. Рассмотрим некоторые из них.

1. Карьерный. Породу добывают в карьерах открытым способом. В состав входит много примесей – глина, растительность, щебень. Благодаря этому стоимость мешка гораздо ниже, чем других видов. Его широко используют в начале строительства для черновых работ. Его характеристики:

• наличие различных примесей;
• коэффициент фильтрации 3 м;
• крупность фракции колеблется от 1,5, до 4,5 мм.

Оттенки: от янтарно-желтого до коричневого. Все зависит от места, где его добывают.

2. Мытый. Получается при обработке карьерного ископаемого специальным оборудованием, которое промывает песок крупнозернистый обычной водой. При этом происходит очищение от глины и других ненужных примесей. Такие характеристики позволяют использовать его в строительстве дорог, в производстве кирпича наилучшего качества и для растворов бетона с повышенной прочностью. Однородность сырья делает конструкцию высокопрочной и надежной. А благодаря своей чистоте, мытый песок завоевал место на детских и спортивных площадках, а также в ландшафтном дизайне.

Модули крупности:

• мелкозернистый 0,6–1,8 мм;
• среднезернистый 1,8–2,5;
• крупнозернистый 2,5–3.

3. Речной. Отличием является чистота и однородность. В нем нет глины, частиц растительности и других примесей. Он образуется в русле рек, когда горные породы и твердые органические составляющие распадаются. Вода плавно шлифует и очищает песчинки. Добывают сырье специальными баржами при помощи гидронасосов. Проходя через насосы, в баржи попадает чистый, мытый речной песок. Цвет бывает светло-желтым, светло-серым и серым. Имеются оксиды железа и камня: кварцит, полевой шпат, кальцит, полевой шпат и гипс.

Характеристики:

• коэффициент фильтрации воды составляет 5 м в сутки;
• плотность в сухом состоянии: от 1,5–1,65 кг/м3;
• плотность во влажном состоянии – 1,45 г/см3;
• содержание примесей от общей массы – 0,7%;
• имеет 1 класс радиоактивности.

Модули крупности:

• мелкий меньше 2 мм;
• средний 2,0–2,8;
• крупный 2,9–5.

Если говорить о недостатках, то единственным из них является цена. Один мешок на 40 кг будет стоить от 70 до 150 рублей.

Расценки

Стоимость зависит от характеристик, способа добычи, состава и метода обработки. Учитывается отдаленность объекта добычи от места доставки. Самым дешевым считается карьерный крупнозернистый тип. Цена повышается по мере обработки. При просеивании стоимость увеличивается в полтора или два раза. Тогда как крупнозернистый мытый песок будет стоять в полтора раза больше сеянного и в 2–3 раза больше обычного. Купить можно как мешок, так и машину. Ниже приведены цены на разные виды.

Название товара	Объем доставки
	20 м3	100 м3	1000 м3
Карьерный	600	550	530
Мытый крупнозернистый	950	900	870
Мытый	850	800	780
Речной	900	850	830

При покупке следует учесть, что по закону Российской Федерации продукция такого рода должна соответствовать всем требованиям ТУ и ГОСТ, а также иметь сертификацию.

Способы добычи

Добыча мелкого песка
В зависимости от сырья, из которого производят песок, соответствующий требованиям ГОСТ, он подразделяется на искусственный и природный.

Искусственный получается в процессе дробления мрамора, гранита и прочих пород камня, когда после получения требуемых фракций (щебня, гравия), остается отсев породы, которая поступает на измельчение, после чего реализуется в виде искусственного песка различных фракций.

Читайте также: Баня без фундамента – особенности и преимущества

Природный – это песок, получаемый из естественных источников. В этом случае применяют несколько способов добычи, это:

• Открытый способ.

При данном способе, добыча осуществляется в карьерах, расположенных выше уровня моря, на участках с глубоким залеганием грунтовых вод. В случае подтопления, вода при помощи насосов и помп, удаляется из котлована карьера. Для выполнения работ используется тяжелая техника (экскаваторы, бульдозеры, самосвалы и т.д.), а также специальное оборудование, посредством которого добытое сырье очищается и разделяется на фракции и классы.

• Подводный способ.

В этом случае добыча осуществляется со дна водоемов (морей, озер, рек и прочих крупных водных объектов), используются специальные средства, земснаряды (землесосы), которые устанавливаются на понтонах или иных технических средствах, после чего доставляются к месту выполнения работ. В месте выполнения работ, земснаряд закрепляется на грунте, до момента перемещения на новое место. В процессе работы грунт (песок) всасывается с водой, после чего измельчается, очищается и подается для складирования. Вода, закаченная вместе с сырьем, стекает в водоем.

Этот способ добычи, является как бы объединяющим первые два. При наличии технической возможности, карьер с сырьем заливается водой, после чего устанавливается земснаряд, и добыча песка осуществляется подводным способом. При добыче песка открытым способом может использоваться намывное оборудование. В этом случае сырье вымывается из поверхности земли, после чего поступает на разделение фракций и очистку.

При открытом способе добычи, в зависимости от использованного оборудования, получают следующие виды песка:

• Сеяный – когда в процессе производства выполняется разделение по крупности зерен (разделение на фракции):
• Намывной – наиболее чистый материал, что обусловлено несколькими степенями промывки, в процессе добычи.
• Грунтовый – получается при прямой отгрузке материала, без обработки. Наиболее «грязный» материал, нахождение различных примесей, может достигать 40,0% от общего объема добытой породы.

Какой песок лучше для производства бетона?

Значительная часть расходов на строительство отводится на закупку материалов для производства бетона. У тех, кто знает особенности пропорционального вхождения цемента и песка в смесь, предназначенную для различных видов бетонных работ, есть реальный шанс сэкономить на таких расходах. Так, правильно подобранный песок снижает количество цемента в растворе. При этом качество полученного бетона никак не ниже, а иногда и выше.

Так какой же песок лучше для изготовления бетона?

В рамках действующего ГОСТ 10268—80, для производства обычного бетона используют песок, в котором зерен с фракцией до 0,14 мм не более 10% от общей массы, от 5 мм до 10 мм – не более 5%, а зерна с фракцией больше 10 мм вовсе отсутствуют. Основной размер зерен находится в диапазоне от 1,3 мм до 3,5 мм. Содержание посторонних примесей (глина, ил, известь, пыль) не должно превышать 3% массы.

Присутствие органики (например, гумуса) максимально приближено к нулю, иначе будет происходить окисление и разрушение цемента.

Теперь рассмотрим, какой из типов песка удовлетворяет этим требованиям.

Различают три вида природного песка: морской, карьерный и речной, и искусственный: кварцевый или гравийный песок.

Добытый со дна моря песок для производства бетона не используется, поскольку содержит соли, окисляющие цемент, а его добыча и очистка серьезно отражается на стоимости.

Карьерный песок. Добывается открытым способом, имеет мелкие фракции зерен, содержит большое количество глинистых или известняковых примесей. Именно наличие примесей делает этот песок не пригодным для бетонных смесей. Исключение составляет карьерный мытый песок, который после добычи промывается в большом количестве воды. В результате количество посторонних примесей снижается до 1%, но стоимость возрастает. Сеяный карьерный песок избавлен от пыли и крупных обломков пород, но содержание примесей, снижающих показатели прочности готового бетона, в нем достаточно высокое.

Максимально соответствует требованиям ГОСТа по содержанию посторонних примесей речной песок. Фактически это уже промытый материал, с небольшим разбросом фракций (мелкие – до 2 мм, средние 2 — 2,8 мм, крупные 2,9 – 5 мм). Бетон из речного песка более влагоустойчив и не подвержен разрушению при перепаде температур. Этот природный материал более дорогостоящий, нежели карьерный песок, но и более прочный. Как известно, за прочность застывшего бетона отвечает его наполнитель, то есть песок.

Кварцевый и гравийный песок получают в результате дробления горных пород, их последующего просеивания и промывания. В искусственном песке допускается присутствие твердых частиц размером от 10 мм (не более 0,5%), а фракции 5-10 мм – не более 10%. Чем мельче фракция, тем больше затрат на ее производство и выше стоимость. Поэтому применение искусственного песка в бетоне финансово не выгодно.

Марки бетона различают в зависимости от места его применения. А фракции песка зависят от марки требуемой смеси. Так, мелкая и средняя фракция (1-1,5 мм, 2-2,5 мм) засыпается в бетон марки М200, М150 и ниже. Для бетона на строительство фундамента используют фракцию от 1,5 мм до 3,5 мм. Крупная фракция (2,5 – 3,5 мм) готовится для бетонов марки М350 и выше.

Таким образом, по большинству характеристик, для производства бетона лучше всего использовать речной песок. Фракция будет зависеть от того, какой марки бетон должен быть на выходе. Однако, если требования к прочности бетона невысокие и для конструкции не предполагается больших нагрузок, то в целях экономии при сохранении качества можно использовать песок карьерный. В этих случаях присутствие глины в малых количествах повысит пластичность бетона, и упростит процесс его укладки.

При выборе песка нужно помнить, что при одинаковом составе сухой смеси и марке использованного цемента, песок с различными характеристиками и в разных количествах может существенно повлиять на качество изготавливаемого бетона.

Контроль, правила приемки и отгрузки

Погрузка песка
На предприятии, занимающемся добычей песка, должен осуществляться приемочный контроль и периодические испытания.

При проведении приемочного контроля определяются значения основных характеристик и их соответствие требованиям ГОСТ: зерновой состав, содержание примесей.

При проведении периодических испытаний, ежеквартально определяют насыпную плотность и наличие примесей, при ежегодной проверке, кроме этого, проверяют плотность песчинок и эффективность радионуклидов.

Внеплановая проверка выполняется по каждой отгружаемой партии, вне зависимости от ее объема: железнодорожный состав, грузовая баржа и т.д. Количество проб, в зависимости от объема партии, необходимых для проверки, определены ГОСТом.

При отгрузке, количество отгружаемого продукта измеряется по его объему и массе. Определении объема производится эмпирически, в соответствии с габаритными размерами транспортного средства. Для определения массы, при отгрузке автомобильным и железнодорожным транспортом используют специальные весы, при отгрузке водным транспортом, массу определяют по осадке судна.

В сопроводительных документах указывается предприятие изготовитель, основные характеристики песка, номер партии и количество продукции. Если продукт сертифицирован, то прилагается сертификат соответствия.

Читайте также: Применение пенополистирола в изготовлении СИП панелей

Виды и свойства

Различают 3 вида речного песка:

1. Мелкозернистый (до 2 мм). Данный вид находит широкое применение при изготовлении строительных смесей или растворов для кладки кирпича.
2. Среднезернистый (2,0 – 2,5 мм). Этот вид обладает умеренной пластичностью, поэтому чаще всего его используют для формирования бетонного монолита.
3. Крупнозернистый (более 2,5 мм). Его применяют для изготовления брусчатки и сооружения колодезных колец, для формирования фундаментов. Также данный вид используют при создании дренажа или бордюров.

Основные свойства представлены в таблице.

Показатели	Значение
Удельный вес	2,65 г/см3
Плотность (сухое состояние)	1,5 кг/м3
Плотность (влажное состояние)	1,45 г/см3
Коэффициент фильтрации	5 м/сутки
Примеси	0,05%
Модуль крупности	1,36-2,2
Влажность	4,00%
Частицы (пылевидные, глинистые и илистые)	0,7% по массе
Содержание частиц гравия больше 10 мм	0%

В состав песчаных масс входят:

• диоксид кремния;
• кальцит;
• гипс;
• слюда;
• полевой шпат.

Речной песок более чистый по сравнению с карьерным. Он может быть различных оттенков: от светло-серого до коричневого. Окраска зависит от минерального состава: чем больше в нем содержится кварца, тем он светлее. Количество кварца зависит от месторасположения. В центральной части России реки изобилуют белым песком, поскольку в этих местах кварца в избытке.

Транспортировка и хранение

Транспортировка, на территории России, осуществляется всеми видами транспорта (автомобильный, железнодорожный, водный), в соответствии с Правилами перевозки на каждом из перечисленных видов транспорта.

При транспортировке различных фракций, они грузятся в различные транспортные отсеки (вагоны, трюмы, прицепы и т.д.).

В местах хранения, разные фракций размещаются отдельно друг от друга. Для недопущения загрязнения и переувлажнения песка с повышенными требованиями по качеству, их хранят в специальных резервуарах или помещениях.

Коэффициент фильтрации песка Кф

Для оценки скорости продвижения жидкости через фильтрующий материал (например, воды через песок) принят коэффициент фильтрации, имеющий размерность скорости — м/сутки, см/мин, мм/сек.

По определению коэффициент фильтрации — это скорость фильтрационного потока при градиенте напора, равном единице. Градиент напора — это изменение напора на единице длины.

Эта величина (Кф) зависит от свойств фильтрующего материала и жидкости. Так, любая жидкость просочится значительно медленнее через мелкий песок, чем через крупный, а керосин или спирт будут заметно быстрее, чем вода, проходить через песок.

Жидкость проникает через поры материала, точнее, через пористые каналы, сообщающиеся между собой, и трещины. Чем они уже, тем меньше её скорость. Так, если Кф для суглинков (грунт) составляет 0,1 м/сут, а для тонкозернистых песков от 0,1 до 2,0 м/сут, то для мелкозернистых песков он возрастает до 2-10 м/сут, а для среднезернистых — до 10-30 м/сут. Коэффициент фильтрации крупнозернистого песка ещё выше — до 50 м/сут.

Использование в отраслях промышленности

Использование мелкого песка в строительстве
Мелкий песок используется при производстве строительных и отделочных материалов, в различных производственных процессах и на различных этапах выполнения строительно-монтажных работ.

Благодаря своим свойствам и малым размерам зерен, мелкий песок не заменим при ремонтных и реставрационных работах. Штукатурный раствор изготовленный с использованием мелкого песка пластичен, легко ложится на поверхность и обрабатывается. При использовании в качестве наполнителя для бетонных составов, укладываемый слой из такого бетона имеет минимальный процент усадки, после затвердевания.

Мелкий песок используют для устройства детских песочниц и площадок, он также считается полезным, для развития детской моторики.

Чем отличается карьерный песок от речного

Для строительства используется два основных вида материала по происхождению — карьерный песок (овражный) и намытый из русла реки. В приморских регионах материал может добываться со дна моря, но его перевозка достаточно сложна, поэтому в центральных регионах России гораздо доступнее речной песок. Добытый в реке и карьере песчаный массив имеет заметно отличающиеся свойства.

Особенности речного песка

Песок речного происхождения характеризуется выраженно округлой формой зерен, который тысячелетиями перекатываются потоками воды, обтачиваются, становятся гладкими. В бетонном растворе это означает более равномерное распределение массы песчинок, а значит — высокую пластичность и предсказуемую плотность.

Строительная практика, опыт и стандарты требуют использования в бетонном растворе песка средней и крупной фракций — с размером зерна от 2,8 мм. Большое значение придается отсутствию примесей глины, ила и прочих отложений органического и минерального происхождения. Именно эта особенность речного песка очень ценится в производстве бетонных изделий, заливке фундаментов и формировании монолитных конструкций.

Строители с большим опытом придают значение месту добычи материала. Характеристики речного песка по загрязнению илом и глиной указываются в документации, и показатель этот не должен превышать 0,3 %. Происхождение и метод добычи создают все условия для получения массы высокой чистоты, пластичности и правильности формы зерен.

Особенности карьерного (горного) песка

Характеристики карьерного песка (горного и овражного) позволяют использовать его в качестве наполнителя и основного материала для кирпичного производства, изготовления смесей для стяжек, подсыпки дорог и площадок. Характерная неровная форма зерен и глинистые примеси позволяют получать составы для изготовления кирпича и кладочных смесей — они обладают выраженной силой внутреннего сцепления.

Для использования в бетонном растворе песок карьерного происхождения слишком мелкий и непластичный — его неровные зерна не дают эффекта равномерного распределения, быстрее оседают, что приводит к снижению качества бетона. Количество глинистых отложений несколько меньше в намывном карьерном песке, но это не является основным показателем в бетонном производстве и монолитном строительстве.